【正文】 可編程Flash和8bitCPU，使AT89C52成為很多控制系統(tǒng)和嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)主流的控制芯片。除此之外，AT89C52具有可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，同時可使兩種軟件選擇節(jié)電模式；在掉電保護工作方式下，振蕩器將停止工作，并保存RAM中的內(nèi)容，單片機停止一切工作，除非等到下一個硬件或中斷復位后才停止；在空閑工作模式下，CPU工作停止，同時允許中斷、串口、定時器/計數(shù)器和RAM繼續(xù)工作。包括主電源引腳Vcc和Vss；時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2；控制信號引腳RST/VPD,ALE,PSEN,EA以及并行I/O口引腳P0，P1，P2和P3。：串行口輸入，串行口輸出，外部中斷0輸入，外部中斷1輸入，定時器0的外部輸入，定時器1的外部輸入，外部數(shù)據(jù)存儲器“寫”信號輸出和外部數(shù)據(jù)存儲器“讀”信號輸出。利用兩個型號為74HC573的鎖存器來控制數(shù)碼管的段選和位選。根據(jù)設(shè)計的要求，采用兩個四位一體的共陰極數(shù)碼管和一個單獨的共陽極數(shù)碼管顯示時鐘和秒表功能。本設(shè)計還有整點報時的功能，故通過控制蜂鳴器來實現(xiàn)。單片機時鐘內(nèi)部有一個高增益反向放大器，用于構(gòu)成時鐘震蕩電路，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為放大器的輸出端，但要形成時鐘還需附加其他的電路。定時元件一般采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。（2）外部時鐘方式外部時鐘方式常用于多機系統(tǒng)，以便各個單片機能夠同步工作。本次設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，單片機的內(nèi)外部時鐘電路如圖31所示： 圖31 內(nèi)部和外部時鐘電路圖計算機在啟動運行時都需要復位，使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。當振蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時即可確保使器件復位。RST端的外部復位電路有兩種復位操作形式：上電自動復位和按鍵手動復位。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定寬度的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使單片機有效復位。VCC上升時間約為10ms,振蕩器起振時間和頻率有關(guān)。當振蕩頻率為12MHz時，典型值為C=10Uf,R=。按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與VCC接通而實現(xiàn)的；按鍵脈沖復位則是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來實現(xiàn)的。LED數(shù)碼管有兩種連接方式：（1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地。如圖32(a)所示：（2）共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。由于單片機的I/O口送不出如此大的電流，所以數(shù)碼管與單片機連接時需要加驅(qū)動電路，可以用上拉電阻的方法或使用專門的數(shù)碼管驅(qū)動芯片。四位一體的數(shù)碼管與單個的數(shù)碼管有所不同。a~f 對應(yīng)的是數(shù)碼管的段位，四個數(shù)碼管所有的段位都連接在一起，即所有的a段連接在一起，所有的b段連接在一起，依次類推。圖35 四位一體數(shù)碼管引腳圖 本次設(shè)計使用了兩個四位一體的共陰極數(shù)碼管和一個單獨的共陽極數(shù)碼管，顯示電路顯示模塊需要實時顯示當前的時間,即時、分、秒，因此需要6個數(shù)碼管，另外設(shè)計兩個數(shù)碼管用來顯示橫，這樣顯示起來比較美觀。對于多位LED顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數(shù)碼管，秒的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數(shù)碼管，其余兩個數(shù)碼管顯示橫線。蜂鳴器有兩種結(jié)構(gòu)，有源型和無源型。有源蜂鳴器內(nèi)部帶振蕩源，所以只要一通電就會叫，而無源蜂鳴器內(nèi)部不帶振蕩源，所以如果用直流信號驅(qū)動他時，無法令其鳴叫，必須用2kHZ~5kHZ的方波信號去驅(qū)動他。其控制電路圖如圖37所示： 圖37蜂鳴器控制電路 按鍵控制電路的設(shè)計鍵盤就是一組按鍵的集合，它是最常用的輸入設(shè)備。計算機所用的鍵盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。1． 簡單鍵盤簡單鍵盤一般直接用I/O口線外接按鍵構(gòu)成。當某一按鍵閉合時，對應(yīng)口線輸入為低電平，釋放時為高電平。矩陣鍵盤有3X3 9個鍵，4X4 16個鍵等的矩陣鍵盤。用同樣的方法輪流送各列一次低電平，再輪流檢測一次各行是否變?yōu)榈碗娖剑@樣即可檢測完所有的按鍵。本設(shè)計由于只需要用到四個按鍵就可以實現(xiàn)全部的功能，故采用四個獨立的按鍵來控制時鐘的調(diào)節(jié)和時鐘/秒表的轉(zhuǎn)換。由于鍵盤上的按鍵都是利用機械觸點來實現(xiàn)健的閉合與釋放。為了保證系統(tǒng)對鍵的一次閉合僅做一次鍵輸入處理，因此不需進行消抖處理。本設(shè)計使用的是軟件消抖。~，分別可記為K1~K4。若K3健被按下，當按K3按鍵按一下時，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點亮，即可以通過K1和K2來對時位進行加減的調(diào)整，K1對十位進行加操作，K2對十位進行減操作。若跳出時間的調(diào)節(jié)后，K4健被按下，則啟動秒表功能。在秒表功能下，按K1按鍵，則秒表開始工作，再按K1則秒表停止計時；若按K2健，則秒表清零；如果再按K4健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時鐘工作狀態(tài)。整體設(shè)計的電路圖如圖39所示。根據(jù)設(shè)計要求，所編寫的程序除了主程序外還包括的子程序有數(shù)碼管顯示子程序；按鍵檢測子程序；蜂鳴器報時子程序還有中斷函數(shù)。通過中斷函數(shù)來精確定時。C語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都要C語言編程，如各種單片機、DSP、ARM等。C語言不僅支持浮點運算還提供了很多數(shù)學函數(shù)，其開發(fā)的高效性在很大程度上縮短了開發(fā)的時間，程序的可維護性和可讀性大大增加。，函數(shù)可以分成不同的類型，使程序的結(jié)構(gòu)簡單明了。，其數(shù)據(jù)處理能力很強大，使用起來很方便。C語言常用語法不多，尤其是單片機C語言常用語法更少，初學者沒有必要再系統(tǒng)地將C語言重學一遍，只需要在實踐中遇到難點時適當?shù)夭殚咰語言書籍里的相關(guān)內(nèi)容。綜合以上C語言的優(yōu)點，故本次程序編寫采用C語言編寫。 主程序設(shè)計編寫程序必須要理清思路，邏輯正確，而繪制流程圖可以使程序的思路簡單清晰，有利于編寫程序。開始啟動定時器時間顯示按鍵檢測圖41 主程序流程圖通電后，啟動定時器，定時器的初值為50ms，計數(shù)20次為1秒，則數(shù)碼管上相應(yīng)的數(shù)值加一。若K3健被按下，當K3按一下時，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點亮，即可以通過K1和K2來對時位進行加減的調(diào)整，K1對十位進行加操作，K2對十位進行減操作。若跳出時間的調(diào)節(jié)后，K4健被按下，則啟動秒表功能。在秒表功能下，按K1按鍵，則秒表開始工作，再按K1則秒表停止計時；若按K2健，則秒表清零；如果再按K4健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時鐘工作狀態(tài)。根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，編寫相應(yīng)的子程序。本次的數(shù)碼管顯示函數(shù)也是利用這種發(fā)光管的余暉和人眼視覺暫留作用，利用單片機的P0口以及兩個鎖存器來向數(shù)碼管的輸送段選和位選數(shù)據(jù)，實現(xiàn)所要顯示的時，分，秒。若K3健被按下，當按K3按鍵按一下時，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點亮，即可以通過K1和K2來對時位進行加減的調(diào)整，K1對十位進行加操作，K2對十位進行減操作。若跳出時間的調(diào)節(jié)后，K4健被按下，則啟動秒表功能。在秒表功能下，按K1按鍵，則秒表開始工作，再按K1則秒表停止計時；若按K2健，則秒表清零；如果再按K4健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時鐘工作狀態(tài)。就像程序中的注釋一樣，延時時間的長短決定了蜂鳴器的發(fā)聲頻率，也就是聲音的長短。蜂鳴器報時函數(shù)實現(xiàn)的是在早上六點到晚上二十二點之間整點報時，也就是幾點響幾下。 uchar i。x0。i80。 xianshi(fen,0xef,0xf7)。 } bs=!bs。將所有滿足要求的函數(shù)整合到一起，通過在主函數(shù)中調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)來實現(xiàn)設(shè)計要求。通過多次的修改與調(diào)試也沒能找到解決的方法，希望在以后的學習中能夠找到解決方案。因為編寫的過程中難免會出現(xiàn)一些小的錯誤，甚至是一些邏輯性的錯誤。本次設(shè)計，采用Keil進行編譯調(diào)試。在學習中，我們應(yīng)該采用邊學邊用的學習方法，而不是將某個軟件的所有功能都講解的非常仔細，很多不用的地方不用去研究，需要用到什么就學什么這樣才能有效地理解它，記憶它，最終達到學以致用的目的。設(shè)置好一切相關(guān)的數(shù)據(jù)后，便可以將工程保存，并命名為qipeibiyesheji。如下圖51所示。編譯無誤后，需要生成Hex文件，如下圖所示。Proteus軟件現(xiàn)在對于自己來說最大的好處就是能夠?qū)崿F(xiàn)仿真，能夠檢查自己的程序到底有沒有達到本次設(shè)計的要求。在繪畫Proteus仿真圖的過程中也遇到過很多困難，首先遇到的困難就是相應(yīng)元器件的查找。因此只有自己上網(wǎng)查找資料現(xiàn)將所有需要用到的元器件添加到新建的工程中，然后再來考慮連線所要注意的問題。雖然這個過程是痛苦的，但是當自己看到編寫的程序在自己辛苦幾天繪畫出的仿真圖中完整無誤的實現(xiàn)了設(shè)計的要求時，那種興奮感和成就感是多么的讓人陶醉。雖然自己只是懂Proteus的一點點，其功能的強大自己還沒有完全領(lǐng)略，但我想這次單獨完成仿真繪制的過程為自己以后研究Proteus打下了很好的基礎(chǔ)，做了一個完美的開始。如圖53所示，是時鐘狀態(tài)下的仿真圖:圖53 時鐘狀態(tài)下的仿真圖由前面的按鍵電路的流程圖可知通過按KKK3按鍵實現(xiàn)相應(yīng)的時間調(diào)整。通過按K4健實現(xiàn)秒表功能的轉(zhuǎn)換。綜合自己的分析，其缺陷有以下幾點：（1）在時鐘與秒表轉(zhuǎn)換的時候，按下K4健時，也就是處于秒表狀態(tài)但沒有啟動秒表時，單個的共陽極數(shù)碼管會有輕微的閃動，也就是不穩(wěn)定，找了很久都沒有發(fā)現(xiàn)原因。雖然按鍵按下的過程很短暫，如果不刻意去注意的話根本不會。上述兩個缺陷只是自己做仿真和編程的時候發(fā)現(xiàn)的，暫時還沒有找到其相應(yīng)的解決方法。我相信在以后的設(shè)計與制作中自己要求的更嚴格，爭取做到?jīng)]有任何缺陷。雖然以前沒有動手制作過任何實物，有很多東西自己也不懂，但這是一次很好的鍛煉自己的機會。要相信只要自己肯學肯鉆研，就一定會有所收獲的，結(jié)果并不是最重要的，重要的是自己親自動手嘗試的過程。Altium Designer這款軟件自己以前從來沒學過，也沒聽說過。而想要學好單片機的話必須掌握畫PCB板的基本軟件。因此自己決定用Altium Designer來繪畫PCB板。終于經(jīng)過自己不懈的努力，繪畫出了滿足要求的PCB板。當自己決定將所繪畫的PCB板發(fā)給廠家制作時，發(fā)現(xiàn)了很多問題。如果做出來的實物不能滿足要求那么將很難找到問題的根源，因為自己不知道是自己繪畫的PCB板出現(xiàn)了問題，還是焊接過程中的問題，若是PCB板的問題，那么修改，重做將會浪費大量的時間，而且自己不能保證準確性。這樣不僅成本低而且風險性比較小，也能鍛煉自己動手能力。制作實物的過程并沒有剛開始自己想像的那么簡單，首先買元器件就很費神，第一次買的元器件沒有買齊，又得重新再買。做好了一切的準備工作后便開始動手焊接了。所以第一次焊接的板子有很多都使用的排針，插槽等，焊接好后還需要用杜邦線連接。雖然第一次沒有成功，但自己也有了焊接的經(jīng)驗了，總結(jié)前一次的經(jīng)驗，在第二次焊接前自己對所要焊接的電路板進行了認真的規(guī)劃。這樣不僅可以不用使用杜邦線，而且也使電路板的正面看起來不那么的復雜。這一次焊接雖然也出現(xiàn)了一點問題，但是問題不是很大，經(jīng)過調(diào)試和修改最終實現(xiàn)了設(shè)計要求的功能。其次數(shù)碼管的引腳接觸不良，由于自己使用的是插槽的形式，是為了避免數(shù)碼管被焊接壞。因為單片機的工作電壓為5V，而一個電池只有3V，為了保險，自己使用了USB接口。在以后的學習中，自己一定會更加努力，要求完美?；叵肫疬@一個多月，有艱苦與辛酸，但更多的卻是自己成功后的喜悅，同時也有學到更多知識的成就感。要是自己大學四年都在這么充實中度過，我想現(xiàn)在的自己絕對不會再是隨波逐流的大學生中的一員，而是有資本有能力的人了。（1）設(shè)計的過程很重要，只有設(shè)計好了自己心里才清楚到底制作出來會是怎樣的一個實物。因為根據(jù)要求根本沒必要使用時鐘芯片就可以滿足所有的要求，這是使自己感覺比較遺憾的一點。而且這次的程序不是像以前一樣只是滿足一個或者兩個要求，而是要滿足好幾個要求，因此自己不僅要實現(xiàn)所有的要求，還必須使程序看起來盡可能的簡單明了。（3）畫仿真圖的過程自己學到了很多東西，雖然沒有上過相關(guān)的課程，但在自己不斷學習不斷請教的過程中，自己獨立完成了仿真圖的繪制。我想在以后自己學習和繪畫的過程中，自己會慢慢力求完美的。雖然用Altium Designer已經(jīng)將PCB板繪制好了，但是最終沒有選擇這種方法，自己也并沒有感到很遺憾。同時自己也學會了如何焊接，如何布線使板子看起來更漂亮，這些過程的快樂都只有親自動手才能體會的到的。你會發(fā)現(xiàn)其實沒有你想象的那么困難。（3）遇到困難不要害怕，遇到失敗更不要放棄，任何成功者都是經(jīng)歷過無數(shù)次失敗的。致謝本次畢業(yè)設(shè)計論文是在我的老師劉東漢的悉心關(guān)懷和精心指導下完成的。每次遇到困難，劉老師都會仔細的幫我分析，并耐心的指導我該如何解決。在此，真誠的向劉老師說聲謝謝。參考文獻[1] ——入門,提高,開發(fā),拓展全攻略[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.[2] [M].北京：機械工業(yè)出版社,[3] :清華大學出版社,2005.[4] [J]，機電產(chǎn)片開發(fā)與創(chuàng)新，2007年第2期[5] 馮育長. 單片機系統(tǒng)設(shè)計與實例分析[M]，西安：西安電子科技大學出版社，[6] 李及，[M].長